항공 산업이 계속해서 비용 상승과 장기적인 환경 지속 가능성 문제와 싸우고 있는 상황에서 두 가지 어려움을 모두 해결하는 데 도움이 되는 솔루션이 있을 수 있습니다. 항공기 부품은 현재 3D 프린팅할 수 있으며, 이는 배출량을 줄이는 데 도움이 될 뿐만 아니라 보다 저렴한 제조 옵션을 제공합니다. 실제로 보잉은 3D 드로잉 부품을 사용함으로써 항공기당 300만 달러를 절약할 수 있다고 주장합니다.
만일을 대비하여 백업 계획을 세우는 것이 좋습니다. 미래에는 항공기의 중요한 엔진 부품과 기타 필수 부품이 이러한 방식으로 제작될 수도 있습니다. 그러나 3D 프린팅은 안전 유지에 필수적인 하드웨어와 시스템에 어떤 영향을 미칠까요? 조립 라인에서 3D 프린팅 사고 방식을 채택하면 전체 항공 부문에 어떤 영향을 미칠까요?
3D 프린팅 항공기 부품의 장점
비행기에 3D 프린팅 구성 요소를 사용하는 이점은 재정적 절감 그 이상입니다. 또한 제조가 더 빠르고 정확해지며 탄소 발자국도 줄어들 것입니다.
프로토타입으로 시작하십시오. 3D 프린팅 구성 요소로 새로운 프로토타입이나 모델을 만들 때 절약되는 시간은 며칠 또는 몇 주가 아니라 수천 시간에 달할 수 있습니다. 3D 프린팅을 기존 생산과 비교할 때, 저렴한 재료를 사용하여 저렴한 프로토타입을 빠르게 생산하고 평가할 수 있기 때문에 조정도 더 간단합니다. 즉, 최종 결과보다 가볍고 저렴한 재료를 사용하여 항공기 부품이 어떻게 생겼는지 시뮬레이션하고 공기 역학적 테스트 및 분석에 활용할 수 있으며 전체 비용 금속 부품에 투자하기 전에 조정을 할 수 있습니다.
또한 3D 프린팅은 특히 제조 공정에 사용되는 지그와 관련하여 제조를 보다 신속하고 정확하게 만듭니다. 전통적인 제조를 통해 생산된 부품은 한 항목에서 다음 항목으로의 변동 및 오류를 제한하기 위해 가공 중에 금속 핀과 같은 고정 장치로 제자리에 고정되어야 합니다. 그러나 전통적인 제조업체는 수천 개의 설비를 생산하는 데 필요한 시간이나 비용으로 인해 계속해서 어려움에 직면해 있습니다. 대조적으로 3D 프린팅을 통해 기업은 그렇지 않은 경우보다 40% 적은 비용과 노동력으로 상품을 생산할 수 있습니다.
마지막으로 시제품 제작 및 생산에 소요되는 모든 시간과 노력을 절약하여 더 적은 에너지와 폐기물로 더 많은 부품을 생산할 수 있습니다. 전 세계 총 탄소 배출량의 5분의 1 이상을 차지하는 지속 가능한 제조에 우선 순위를 두어야 합니다. 3D 프린팅을 통해 탄소 발자국을 크게 줄일 수 있으며 재료 사용을 최대 90%까지 줄일 수 있습니다.
영공에서의 3D 프린팅은 안전한가요?
그러나 작동 방식 때문에 3D 프린팅에는 심각한 안전 문제가 있습니다. 3D 프린팅은 무거운 재료 블록에서 부품을 조각하는 대신 경량 재료를 적층하여 부품을 만드는 방식에 의존합니다. 약하거나 다공성이거나 부서지기 쉬운 최종 제품은 종종 박리 공정의 부작용입니다. FAA는 3D 프린팅 부품이 엄격한 하드웨어 인증 기준으로 인해 전통적으로 만들어진 부품보다 실패하거나 손상될 가능성이 더 높다는 것을 확인하는 데 시간이 걸렸습니다. 이제 티타늄을 3D 프린팅할 수 있으므로 새로운 기술로 물질과 완제품이 이전보다 더 강해졌으며 인증이 훨씬 더 신속하게 진행될 수 있습니다.
결국, 3D 프린팅 항공기와 이를 만드는 부품에 적용되는 안전 절차와 지침은 항공기에 장착되는 3D 프린팅 부품이 안전을 손상시키지 않도록 충분히 철저합니다. 3D 프린팅이 안전에 중요하지 않은 부품에만 적합하거나 사람과 항공기의 안전을 보장하기 위해 충분한 검사 및 테스트가 필요한지 확인하기 위해 DO-254 및 항공우주 하드웨어에 대한 유사 표준은 현재 심층 테스트 및 품질 보증.
항공 분야의 3D 프린팅 동향
항공 전자 공학이 진화하는 방식의 작은 부분은 3D 프린팅입니다. 그러나 항공기 제조업체가 규정 준수 및 인증에 대해 생각하는 방식은 3D 프린팅 패러다임의 결과로 바뀔 수 있습니다.
오늘날 항공기 산업이 직면한 공급망 문제 중 일부는 개선된 3D 프린팅으로 해결될 수 있습니다. 결과적으로 UAM(Urban Air Mobility)을 지원할 수 있습니다. UAM의 기본 아이디어는 언젠가 우리 모두가 일반 자동차 대신 또는 추가로 항공 택시를 사용하도록 선택할 수 있다는 것입니다. 그러나 UAM이 작동하려면 더 작은 비행기가 많이 필요합니다. 이 절차는 3D 인쇄로 더 쉽게 만들 수 있습니다.
또한 3D 프린팅이 미래의 항공기 제조에 대한 빌딩 블록 접근 방식을 용이하게 할 수 있는 것처럼 항공 전자 공학을 위한 소프트웨어 및 하드웨어 규정 준수 및 인증 빌딩 블록과 관련하여 업계에서 "조립 라인" 사고방식을 채택하는 것을 목격하고 있습니다.
예를 들어 템플릿은 제조업체와 항공기 개발자가 효율적이고 반복 가능한 방식으로 새로운 디자인을 인증할 수 있도록 해주기 때문에 규정 준수 및 인증의 중요한 부분입니다.
언젠가는 100% 3D 프린팅된 비행기를 타게 될 것이고 언젠가는 오늘날 Uber처럼 항공 택시에 익숙해질 것입니다.